鋼筋作用

鋼筋在混凝土中可以增加混凝土的抗拉強度和抗彎強度，而混疑土水化物所形成的堿性環境又能使鋼筋免于腐蝕，鋼筋混凝土結構已成為工業和民用中最常見的建築結構。但随着鋼筋混凝土構築物與腐蝕性介質的長期接觸，混凝土逐漸失去對鋼筋的保護作用，鋼筋由于鏽蝕，腐蝕産物的膨脹産生的拉應力超過混凝土原先的抗拉的拉應力，會使混凝土發脹開裂，從而造成鋼筋混凝土結構的破壞。鋼筋腐蝕引起建築物的破壞已成為世界性關注的問題。

混凝土是由水泥、沙石和水組成的多孔材料，在混凝土的孔隙裡溶液pH 值在12以上，在這種環境中鋼筋表面發生鈍化，生成耐蝕的鈍化膜。但是随着使用時間延長或混凝土出現裂縫，CI-、O2、H2O和CO2滲入，鋼筋就會被腐蝕。

腐蝕原因

鋼筋混凝土腐蝕的主要原因是冰雪融化和海洋環境氯化物的侵蝕。工業環境的腐蝕性介質、中性化、鹽堿土、凍融等也是鋼筋混凝土腐蝕的重要因素。由于氯化物引起的鋼筋腐蝕，人們稱它為鋼筋混凝土的：“鹽害”。北美、北歐、英國、澳大利亞、東南亞、日本的鋼筋混凝土“鹽害”問題較為突出。據資料介紹，在氯化物環境中的鋼筋混凝土建築物，使用15~20 年就出現鋼筋腐蝕破壞并需要修複。鋼筋的腐蝕實質上是鐵的氧化。影響鋼筋在混凝土中腐蝕的因素很多，主要有以下幾個方面：

1材料自身

鋼筋的不均勻是指其化學組成或晶體結構上的差異，受力狀況不同，表面膜的不連續，被破損或被污染的程度不同等。這些不均勻性會導緻存在電位差和形成腐蝕電池，使鋼筋被腐蝕。

2氯化物

氯離子能加速混凝土鋼筋腐蝕。氯離子能破壞鋼筋表面的鈍化膜，使鋼筋發生局部腐蝕。遊離的氯離子通過混凝土的孔隙或毛細管到達鋼筋表面，改變鋼筋表面的環境，在氯離子的侵蝕處發生腐蝕。

3二氧化碳

空氣中的二氧化碳易與混凝土中的氫氧化鈣作用。其破壞主要表現為：1.使空隙溶液的PH 值降低到8.3左右，鋼筋從鈍化态轉入活性态；2.混凝土粉化，失去對鋼筋的保護作用；3.由于pH值的降低，混凝土中的矽酸鹽不穩定，釋放氯離子，使遊離氯離子的濃度增大，混凝土鋼筋腐蝕更嚴重。空氣中CO2、SO2、HCI、H2S含量越高。由其所形成的酸雨對混凝土的侵蝕破壞越大。

4氧和水

氧參與鋼筋腐蝕電化學過程的陰極反應，鋼筋的腐蝕速率受到水中溶解氧擴散過程的控制。水不僅可加速混凝土的碳化作用，也為鋼筋的腐蝕提供了條件。

5硫酸鹽

硫酸鹽對混凝土鋼筋也有侵蝕作用。大部分硫酸鹽會與水化後水泥中的CaOH）2 和鋁酸三鈣（C3A） 作用形成硫酸鈣，硫酸鈣具有膨脹性，使混凝土内部産生裂縫，混凝土強度下降，空隙增多，加速混凝土的惡化和劣化。地下水中琉酸鹽含量愈多、溫度愈高，鋼筋混凝土受損程度将愈嚴重。

6鎂鹽

鎂鹽滲入混凝土以後與Ca（OH）2 發生反應，使混凝土中的堿度降低，水泥中的水化矽酸鈣和鋁酸鈣與鎂鹽反應，生成的Mg（OH）2還能與鋁膠、矽膠反應，結果使水泥石黏結力減弱，使混凝土強度降低，鋼筋受腐蝕。

7微生物作用

混凝土中有硫化細菌時，細菌将S轉變成硫酸，引起混凝土被腐蝕

如何預防

預防鋼筋腐蝕主要是需要減小混凝土的碳化和氯化物的滲透量。

鋼筋混凝土的發明與發展的主要因素之一是水泥漿具有保護鋼筋免受腐蝕的能力。鋼筋混凝土中水泥的水化産物氫氧化鈣是一種高堿性物質，pH值在12.5以上，混凝土中鋼筋與該溶液接觸，表面會形成氧化亞鐵面膜，它可以鈍化鋼筋，阻止氧接觸鋼筋，對鋼筋起到保護作用。這種鈍化作用在堿性環境中是很穩定的。當水份通過孔洞形态的混凝土，在裡面形成氫氧化鈣。氫氧化鈣是一個堿性環境，由于外來的酸性氣體，如二氧化碳滲入混凝土與氫氧化鈣發生化學反應，變成碳酸鈣，整個反應稱為碳化作用。

CO2 H2O Ca（OH）CaCO3 2H2O

混凝土施工時往往會加入一些含有氯化物的預混合料，例如污染的水源，砂石等等。混凝土固化後，在大氣環境中的氯化物污染是難以避免。

氯離子是一種穿透力極強的腐蝕介質，當接觸到鋼鐵表面，便迅速破壞鋼鐵表面的鈍化層，即使在強堿性環境中，氯離子Cl-引起的點鏽腐蝕依然會發生，同時由于不論是氣态還是液态的水往往會滲透到混凝土裡面，而這種水并非純水，而是含有一些雜質的電解液，電化學作用導緻鏽蝕加快進行。當氯離子滲透到達鋼筋表面，氯離子濃度較高的局部保護膜破壞，成為活化态。在氧和水充足的條件下，活化的鋼筋表面形成一個小陽極，未活化的鋼筋表面成為陰極，結果陽極金屬鐵溶解，形成腐蝕坑，一般稱這種腐蝕為點腐蝕。這個過程主要有下列反應：

Fe2 2Cl- 2H2OFe（OH）2 2HCl

4Fe（OH）2 O2 2H2O4Fe（OH）3（鐵鏽）

Fe（OH）3若繼續失水就形成水化氧化物FeOH（即為紅鏽），一部分氧化不完全的變成Fe3O4（即為黑鏽），在鋼筋表面形成鏽層。由于鐵鏽層呈多孔狀，即使鏽層較厚，其阻擋進一步腐蝕的效果也不大，因而腐蝕将不斷向内部發展。

國際上還沒有一緻公認的引起混凝土中鋼筋腐蝕的氯化物界限值，當結構處于幹濕交替狀态下或常年濕度大于80%時，通常認為在氯化物含量與混凝土的重量比達到0.2％以上時，就比較危險。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!